(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に排出口が設けられた雨水を貯留するための貯留槽と、前記貯留槽内に、先端部の位置が互いに異なるようにして配設され、前記貯留槽内に溜められた雨水の量を検知するための複数の電極を有する水位計測器と、前記水位計測器と電気的に接続された警報通報装置を有する無線発信機と、前記水位計測器及び前記無線発信機と接続された蓄電池と、前記蓄電池と接続された太陽光パネルと、をそれぞれ備えた第１及び第２の雨量警報装置を含む複数の雨量警報装置と、
前記貯留槽内の雨水の量に依存して発せられる警報に基づく無線信号を、前記無線発信機から受信するための親機が設置された雨水処理場と、を有し、
前記第２の雨量警報装置が備える無線発信機は、前記第１の雨量警報装置が備える無線発信機から発せられた警報に基づく無線信号を中継して前記親機へ送信する、ことを特徴とする雨水処理システム。
【請求項２】
前記太陽光パネル及び前記蓄電池とは別に、前記水位計測器及び前記無線発信機と接続された補助電源をさらに備える請求項１記載の雨水処理システム。
【請求項３】
底部に排出口が設けられた雨水を貯留するための貯留槽、先端部の位置が互いに異なるようにして前記貯留槽内に配設され前記貯留槽内に溜められた雨水の量を検知するための複数の電極を有する水位計測器、及び、前記水位計測器に電気的に接続された警報通報装置を有する無線発信機、をそれぞれ備えた第１及び第２の雨量警報装置を含む複数の雨量警報装置と、雨水処理場に設置された親機と、の間で無線信号やり取りする雨水処理方法であって、
前記複数の雨量警報装置は、前記水位計測器及び前記無線発信機と接続された蓄電池と、前記蓄電池と接続された太陽光パネルと、をそれぞれ備え、
さらに、前記貯留槽内の雨水の量に依存して発せられる警報に基づく無線信号を、前記無線発信機が前記親機へ送信するステップと、
前記送信された警報に対応する無線信号を前記親機が受信するステップと、
を有し、
前記送信するステップでは、前記第２の雨量警報装置が備える無線発信機は、前記第１の雨量警報装置が備える無線発信機から発せられた警報に基づく無線信号を中継して前記親機へ送信する、ことを特徴とする雨水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、雨水処理システム及び雨水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ゲリラ豪雨等の局所豪雨により、合流式下水道の場合、雨水処理場への雨水の流入量の急増によるオペレーターの負荷量が増大し、さらに下水道管内等の作業員の危険性増加等の問題がある。このような観点から、雨水処理場周囲の雨量を計測し、雨水処理場への流入量制御を行うシステムが開発されている。例えば、雨水処理場流域の雨量を計測するために雨量レーダーを使用して雨水処理場に流入する雨水の流入量の計測を行う場合がある。
【０００３】
一方、雨量レーダーのみでは雨水処理場に流入する雨水の流入量に誤差が生じることから、転倒ます型雨量計によって補正を行い、高精度な測定を行っている。しかしながら、このようなシステムは、設置コストが高価になるとともに、伝送ケーブル等でネットワークを構成する場合も、ケーブル敷設のコストがかかる。また、定期的なメンテナンスが必要となるため、ランニングコストも増大する。
【０００４】
このような観点から、上述した伝送ケーブルの代わりに無線で伝送することも試みられているが、雨量を計測する子機と、この子機からの雨水情報を受信する雨水処理場に配設された親機との間に中継機を配備する必要があることから、当該中継機の設置コスト及び設置場所の確保が問題となる。また、このような無線システムは装置が複雑であるために定期的なメンテナンスが必要となり、ランニングコストも増大するという問題がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２７６５９９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、雨水処理場への流入する雨量を簡易な装置を用いて予め予測し、定期的なメンテナンス等を必要とすることなく、雨水処理場のオペレーターの負荷量を軽減し、下水道管内等の作業員の危険性を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の雨水処理システムは、底部に排出口が設けられた雨水を貯留するための貯留槽と、前記貯留槽内に、先端部の位置が互いに異なるようにして配設され、前記貯留槽内に溜められた雨水の量を検知するための複数の電極を有する水位計測器と、前記水位計測器と電気的に接続された警報通報装置を有する無線発信機と、前記水位計測器及び前記無線発信機と接続された蓄電池と、前記蓄電池と接続された太陽光パネルと、をそれぞれ備えた第１及び第２の雨量警報装置を含む複数の雨量警報装置と、前記貯留槽内の雨水の量に依存して発せられる警報に基づく無線信号を、前記無線発信機から受信するための親機が設置された雨水処理場と、を有し、前記第２の雨量警報装置が備える無線発信機は、前記第１の雨量警報装置が備える無線発信機から発せられた警報に基づく無線信号を中継して前記親機へ送信する、ことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態における雨水警報装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す雨水警報装置の無線発信機の内部構成を説明するための図である。
【図３】図２に示す無線発信機の無線通信部の内部構成を示す概略構成図である。
【図４】実施形態における雨水処理システムの概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態における雨水警報装置の概略構成を示す図であり、図２は、図１に示す雨水警報装置の無線発信機の内部構成を説明するための図である。また、図３は、図２に示す無線発信機の無線通信部の内部構成を示す概略構成図である。
【００１０】
図１に示す雨水警報装置１０は、底部に排出口１１Ａが形成された貯留槽１１、第１の電極１２１、第２の電極１２２及び第３の電極１２３が設けられた電極式水位計１２、並びに電極式水位計１２と電気的に接続された無線発信機１３を有している。電極式水位計１２において、電極長さは、第１の電極１２１、第２の電極１２２及び第３の電極１２３の順に長くなっており（すなわち、第１の電極１２１＞第２の電極１２２＞第３の電極１２３）、第１の電極１２１は参照電極、第２の電極１２２及び第３の電極１２３は検出電極を構成している。
【００１１】
なお、本実施形態では、電極の数を３としているが必要に応じて任意の数とすることができる。雨水警報装置１０の設置箇所における雨量を大略的に知りたい場合は、参照電極に対して検出電極の数を例えば１本とすることもできるし、雨水警報装置１０の設置箇所における雨量を詳細に知りたい場合は、参照電極に対して検出電極の数を３本以上とすることもできる。
【００１２】
また、電極式水位計１２及び無線発信機１３はケーブル１６によって蓄電池１５に接続され、蓄電池１５はケーブル１７によって太陽光パネル１４に接続されている。すなわち、太陽光パネル１４及び蓄電池１５は、電極式水位計１２及び無線発信機１３の電源としての役割を有している。
【００１３】
太陽光パネル１４による発電は天候等の影響を受けるので、適宜、図示しない補助電源を配備するとともに電極式水位計１２及び無線発信機１３に接続しておくことができる。但し、太陽光パネル１４を用いることにより、自然エネルギーを利用した発電が可能となるので、省エネルギーに供することになる。
【００１４】
なお、上述した太陽光パネル１４及び蓄電池１５の代わりに、通常のＲＣ電源やＤＣ電源等を用いることもできる。
【００１５】
雨水警報装置１０の無線発信機１３は、蓄電池１５と電気的に接続された無線機電源１３Ａと、電極式水位計１２と電気的に接続された警報通報装置１３Ｂと、この警報通報装置１３Ｂと電気的に接続された制御部１３Ｃ（ＣＰＵ）と、制御部１３Ｃと電気的に接続された無線通信部１３Ｄと、無線通信部１３Ｄと電気的に接続されたアンテナ１３Ｅとを有している。
【００１６】
無線機電源１３Ａは、無線発信機１３の電源部である。警報通報装置１３Ｂは、電極式水位計１２と電気的に接続されたオンオフスイッチであって、電極式水位計１２からの計測信号（電気信号）で当該スイッチをオンオフ操作することによって、制御部１３Ｃに送信あるいは遮断できるようになっている。
【００１７】
制御部１３Ｃはデータの送受信を行うためのデータ送受信手段１３Ｃ−１を有している。また、中継番号設定手段１３Ｃ−２を有し、中継番号を設定・変換することで、以下に説明するように、他の雨水警報装置から発せられた雨水警報の無線信号の中継順序を決定するものである。他の雨水警報装置からの雨水警報の無線信号を受信した雨水警報装置１０は、この中継番号に基づいて、前記無線信号を次に送信する雨水警報装置を判別する。そして、中継番号の順に従って、複数の雨水警報装置を介して雨水処理場に設置された親機に送信される。
【００１８】
また、制御部１３Ｃは、個別認識情報手段１３Ｃ−３を有する。この個別認識情報手段１３Ｃ−３は、製造時において雨水警報装置１０に対して登録された個別認識情報を記憶しておくための手段である。なお、個別認識情報は、上記中継番号の基になるものであって、当該中継番号は、個別認識情報の少なくとも一部を選択して設定されるものである。
【００１９】
無線通信部１３Ｄは、アンテナ１３Ｅを介して所定の信号が入力されると、図３に示すように、送受信スッチング回路１３Ｄ−１を経て増幅器１３Ｄ−２で増幅され、VCO(PLL)１３Ｄ−４からの信号と混合器１３Ｄ−３で混合され、復調回路１３Ｄ−５を経て制御部１３Ｃの中継番号設定手段１３Ｃ−１に送られる。中継番号設定手段１３Ｃ−１では、アンテナ１３Ｅを介して入力された信号が予め画定された次の雨水警報装置に対して送信されるようにして制御され、以下の電極式水位計１２からの電気信号と同様の電気的変調及び増幅等の制御を受けた後、アンテナ１３Ｅを介して次の雨水警報装置に上記信号が送信される。
【００２０】
一方、電極式水位計１２から送信されてくる電気信号は、警報通報装置１３Ｂを経て制御部１３Ｃに送られた後、制御回路１３Ｄ−６を通じてVCO(PLL)１３Ｄ−４及び変調回路１３Ｄ−７に送信される。そして、混合器１３Ｄ−８において、VCO(PLL)１３Ｄ−４からの信号と変調回路１３Ｄ−７とが混合され、その後、増幅器１３Ｄ−９で増幅されて送受信スイッチング回路１３Ｄ−１に送信され、アンテナ１３Ｅより無線信号として送信される。
【００２１】
以上の説明から明らかなように、無線発信機１３は、制御部１３Ｃがデータ送受信手段１３Ｃ−１及び中継番号設定手段１３Ｃ−２を有し、無線通信部１３Ｄが送受信スイッチング回路１３Ｄ−１を有することから、単に無線信号を送信するのみではなく、受信した無線信号を中継し、当該無線信号を他の雨水警報装置に送信する機能をも有していることが分かる。
【００２２】
なお、無線発信機１３のこれらの機能は、雨水警報装置１０を雨水処理システム（雨水処理方法）として使用する場合に重要となるものであって、雨水警報装置１０を単に雨水警告方法として使用する場合には特に重要ではない。
【００２３】
次に、図１〜３に示す雨水警報装置１０を用いた雨水警告方法について説明する。
貯留槽１１の底部の排出口を閉として、貯留槽１１内に雨水が溜まってきて、水面が電極式水位計１２の第１の電極１２１に達した後、さらに雨水が溜まって第２の電極１２２に達すると、第１の電極１２１及び第２の電極１２２間に第１の電流が流れるようになる。したがって、貯留槽１１内に雨水が溜まって第１の電流が流れるようになった状態を軽警報Ｈ１とし、第１の電流が電気信号として警報通報装置１３Ｂがオンの状態で無線発信機１３に送信されると、上記電気信号は制御部１３Ｃに送信された後、無線通信部１３Ｄに送信され、上述のような変調及び増幅を受けた後、アンテナ１３Ｅから軽警報Ｈ１の無線信号として外部に送信される。
【００２４】
また、貯留槽１１内の雨水の水面が電極式水位計１２の第３の電極１２３に達すると、第１の電極１２１及び第２の電極１２２間のみならず、第１の電極１２１及び第３の電極１２３間にも電流が流れるようになる。この電流を第２の電流とすると、当該第２の電流の大きさは上記第１の電流の大きさよりも大きくなる。したがって、貯留槽１１内に雨水が溜まって第２の電流が流れるようになった状態を重警報Ｈ２とし、第２の電流が電気信号として警報通報装置１３Ｂがオンの状態で無線発信機１３に送信されると、上記電気信号は制御部１３Ｃに送信された後、無線通信部１３Ｄに送信され、上述のような変調及び増幅を受けた後、アンテナ１３Ｅから重警報Ｈ２の無線信号として外部に送信される。
【００２５】
送信された無線信号は、直接あるいは以下の実施形態で説明するように、複数の雨水警報装置を介して、雨水処理場に送信される。
【００２６】
なお、貯留槽１１の底部の排出口を開として、一定量以下の雨水は貯留槽１１から外部に放出する。
【００２７】
雨水処理場では、上記雨水警報装置１０の設置場所を予め認識しているので、当該設置場所の雨量を反映した雨水が流入する時期を予め予測することができる。したがって、雨水処理場のオペレーターの負荷量が軽減され、下水道管内等の作業員の危険性を低減することができる。また、上記雨水警報装置１０は、警報Ｈ１あるいはＨ２を無線信号で雨水処理場に送信し、伝送ケーブル等を用いていないので、ケーブル敷設のためのコストやケーブルメンテナンスのためのコストを低減できる。換言すれば、雨水処理場への流入する雨量を簡易な装置を用いて予め予測し、定期的なメンテナンス等を必要とすることなく、雨水処理場のオペレーターの負荷量を軽減し、下水道管内作業員の危険性を低減することができる。
【００２８】
（第２の実施形態）
図４は、第１の実施形態に示す雨水警報装置１０を用いた雨水処理システム２０の概略構成を示す図である。
【００２９】
本実施形態の雨水処理システム２０においては、上述した雨水警報装置１０の警報に基づく無線信号の送信のみでなく、警報に基づく無線信号を中継し、当該無線信号を他の雨水警報装置に送信する機能を有することに着目し、複数の雨水警報装置１０を用いるものである。なお、図４においては、雨水処理システム２０による雨水処理方法の説明の簡易化のため、雨水警報装置１０のそれぞれには枝番を付している。
【００３０】
図４に示すように、雨水警報装置１０−１及び／又は１０−２で雨水の増加に伴って警報Ｈ１あるいはＨ２の無線信号が生成された場合、当該無線信号は一端雨水警報装置１０−３で中継された後、雨水処理場２１に送信される。また、雨水警報装置１０−４で雨水の増加に伴って警報Ｈ１あるいはＨ２の無線信号が生成された場合、当該無線信号は一端雨水警報装置１０−５で中継された後、雨水処理場２１に送信される。さらに、雨水警報装置１０−７で雨水の増加に伴って警報Ｈ１あるいはＨ２の無線信号が生成された場合、当該無線信号は一旦雨水警報装置１０−８で中継された後、雨水処理場２１に送信される。
【００３１】
なお、雨水警報装置１０−１及び１０−２に対する中継雨水警報装置１０−３は、雨水警報装置１０−１及び１０−２の制御部１３Ｃの中継番号設定手段１３Ｃ−１で予め確定されているものであって、例えば、雨水警報装置１０−１及び１０−２と雨水処理場２１との間に設置されている等の理由から選択される。同様に、雨水警報装置１０−４及び１０−７に対する中継雨水警報装置１０−５及び１０−８も、雨水警報装置１０−４及び１０−７の制御部１３Ｃの中継番号設定手段１３Ｃ−１で予め確定されているものであって、例えば、雨水警報装置１０−４及び１０−７と雨水処理場２１との間に設置されている等の理由から選択される。
【００３２】
一方、雨水警報装置１０−３、１０−５、１０−６、１０−８及び１０−９において警報Ｈ１あるいはＨ２の無線信号が生成された場合、当該無線信号は他の雨水警報装置を中継することなく、直接的に雨水処理場２１に送信される。
【００３３】
このように、本実施形態の雨水処理システム２０は、複数の雨水警報装置１０を用いており、また、所定の雨水警報装置１０から送信された警報に基づく無線信号は、当該雨水警報装置１０と雨水処理場２１との間に設置された雨水警報装置１０を介して送受信することができる。したがって、雨水警報装置１０を、雨水処理場２１から広範囲に設置することができ、また離隔した場所にも設置することができる。このため、雨水処理場２１から広範囲かつ離隔した場所での雨量を予め知ることができるので、雨水処理場２１では、広範囲の雨量を反映した雨水が流入する時期を予め予測することができる。
【００３４】
この結果、広範囲に亘る雨水を処理する雨水処理場２１のオペレーターの負荷量が軽減され、下水道管内等の作業員の危険性を低減することができる。また、上記雨水警報装置１０は、警報Ｈ１あるいはＨ２を無線信号で雨水処理場に送信し、伝送ケーブル等を用いていないので、ケーブル敷設のためのコストやケーブルメンテナンスのためのコストを低減できる。さらに、無線信号が警報Ｈ１あるいはＨ２に基づく信号であって、これらの信号は、例えば”０”あるいは”１”等の１桁の数字で表すことができる。したがって、中継機等を用いることなく、上述のように、雨水警報装置１０内に送受信の機能を持たせ、中継機としての役割をも果たすようにしている。
【００３５】
結果として、雨水処理場への流入する雨量を簡易な装置を用いて予め予測し、定期的なメンテナンス等を必要とすることなく、雨水処理場のオペレーターの負荷量を軽減し、下水道管内等の作業員の危険性を低減することができる。
【００３６】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として掲示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３７】
１０  雨水警報装置
１１  貯留槽
１２  電極式水位計
１３  無線発信機
１４  太陽光パネル
１５  蓄電池
２０  雨水処理システム
２１  雨水処理場
【図１】
0005801227.tif 000002
【図２】
0005801227.tif 000003
【図３】
0005801227.tif 000004
【図４】
0005801227.tif 000005